(57)【要約】【課題】  緩衝材を用いることなく低温で表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合することができ、両端子部の電気的な接続信頼性が高く、また表示パネルと回路基板とを完全に密着することができ、表示パネルからの回路基板の剥離を防止できる熱圧着装置を提供する。【解決手段】  表示パネルの端子部と回路基板の端子部との間に異方性導電フィルムを配置して、これらを接合するための加熱圧着部材７を備えた熱圧着装置２０であって、加熱圧着部材７は、金属製の直方体状であって、その側面に保温材２４が設けられていることを特徴とする熱圧着装置２０を用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの端子部と回路基板の端子部との間に異方性導電フィルムを配置して、これらを接合するための加熱圧着部材を備えた熱圧着装置であって、
前記加熱圧着部材は、金属製の直方体状であって、その側面に保温材が設けられていることを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
前記保温材が、シリコーン系ゴムまたはフッ素系樹脂である請求項１に記載の熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの端子部と回路基板の端子部との間に異方性導電フィルムを配置して、これらを接合するための熱圧着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネルは、受動部品であるため、その組み立て工程の最終段階で、専用の駆動回路と接続させる必要がある。このような駆動回路としては、フレキシブル回路基板上に表示パネル駆動用のベアチップを実装したＴＣＰ（ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ）などが知られている。
【０００３】
表示パネルの端子部と、ＴＣＰのフレキシブル回路基板の端子部とを接合するには、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｍ）が使われている。異方性導電フィルムとは、例えば、熱硬化性樹脂フィルムの中に導電粒子を分散させたもので、加熱圧着することにより圧着方向にのみ導電性を示す性質を備えたものである。
【０００４】
図２に、表示パネル１の端子部と回路基板２の端子部とを接合するための従来の熱圧着装置による接合方法の概略構成図を示し、この装置を用いた両端子部の接合方法について説明する。
【０００５】
まず、表示パネル１のガラス基板８上に設けた端子部の上に、異方性導電フィルム５を配置する。その上に、回路基板２の端子部（銅箔）が向かい合わせとなるように回路基板２を載せ、シリコーンゴムやテフロン（登録商標）などのシート状の緩衝材６を介して、これらの上から熱圧着装置の加熱圧着部材７を押し付ける。そして、これらを３００℃で加熱圧着して、両基板を接合する。
【０００６】
この時、両端子部間に挟まれた異方性導電フィルム５により、両端子部が電気的に接続する。それと共に、異方性導電フィルム５中の熱硬化性樹脂が硬化して、ガラス基板８と回路基板２のベースフィルムとが密着するようになっている。
【０００７】
この加熱圧着部材７は、幅１〜３ｍｍ、長さ５０〜１００ｍｍの細長い板状であって、一般的にインコネルなどの金属材料からなっている。この加熱圧着部材７は、高温に加熱すると、熱歪みにより回路基板２を押圧する底面（押圧面３０）が若干変形して、回路基板２を均一に押圧できないという問題があった。
【０００８】
そのため、図２の従来の熱圧着装置による接合方法に示すように、回路基板２と加熱圧着部材７との間に、テフロン（登録商標）シートなどの緩衝材６を挟んで押圧するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。緩衝材６を用いると、回路基板２を均一に押圧でき、また余剰の異方性導電フィルム５が、両基板の接合部からはみ出して加熱圧着部材７に付着するのを防止できる。
【特許文献１】特開平５−２８１５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図３は、従来の熱圧着装置を用いて接合した表示パネルの端子部８ａと回路基板２の端子部３の概略断面図である。上記従来方法により、緩衝材を用いて、表示パネルの端子部８ａと回路基板２の端子部３との間に異方性導電フィルム５を配置して、ガラス基板８と回路基板２とを接合すると、図３に示すように、回路基板２のベースフィルム４と異方性導電フィルム５との間に、異方性導電フィルム５が存在しない、空間部１２，１２・・・が形成されるという問題があった。
【００１０】
この原因は、以下のように考えられる。緩衝材を挟んで回路基板２を押圧すると、両基板の両端子部は金属などの固い材料であるため、あまり変形しない。しかし、回路基板２のベースフィルム４はポリイミド樹脂などの軟らかい材料であるため、緩衝材の弾性力により大きく変形して、異方性導電フィルム５内にベースフィルム４が深く沈み込むと考えられる。
【００１１】
この沈み込んだ状態のまま、異方性導電フィルム５中の熱硬化性樹脂１１が硬化する。その後、冷却し押圧を解除すると、ベースフィルム４は弾性力の強い材料であるため、水平を保とうとする位置に戻るが、ベースフィルム４が沈み込んでいた部分には、異方性導電フィルム５が存在しないため、結果的に空間部１２，１２・・・が形成されると考えられる。
【００１２】
この空間部１２，１２・・・が形成されると、両基板間の接着力が低下して回路基板２が表示パネルから剥離しやすいという問題や、この空間部１２，１２・・・に水分が浸入して断線や腐食を発生し、両端子部の電気的な接続信頼性を低下させるおそれがあった。
【００１３】
また、緩衝材は熱伝導性が良好でないため、緩衝材を挟んで回路基板２を押圧する際には、加熱圧着部材を３００℃程度の高温にする必要があり、高温にすることにより加熱圧着部材の熱歪みがより大きくなり、押圧面の変形がさらに増大するという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、緩衝材を用いることなく低温で表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合することができ、両端子部の電気的な接続信頼性が高く、また表示パネルと回路基板とを完全に密着することができ、表示パネルからの回路基板の剥離を防止できる熱圧着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、鋭意検討したところ、熱圧着装置の加熱圧着部材を保温して放熱を防止することにより、加熱圧着部材の加熱温度を低くすることができ、その結果、加熱圧着部材の熱歪みが減少し、緩衝材を用いることなく表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合できることを見出した。
【００１６】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、表示パネルの端子部と回路基板の端子部との間に異方性導電フィルムを配置して、これらを接合するための加熱圧着部材を備えた熱圧着装置であって、前記加熱圧着部材は、金属製の直方体状であって、その側面に保温材が設けられていることを特徴とする熱圧着装置である。
【００１７】
請求項２にかかる発明は、前記保温材が、シリコーン系ゴムまたはフッ素系樹脂である請求項１に記載の熱圧着装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の熱圧着装置によれば、加熱圧着部材の側面に保温材を設けて放熱を防止したことにより、加熱圧着部材の熱歪みが減少し、緩衝材を用いることなく低温で、表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合することができる。
【００１９】
また、緩衝材を用いないで、表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合できるため、回路基板のベースフィルムと異方性導電フィルムとの間に空間部が形成されるのを防止でき、両端子部の電気的な接続信頼性を向上させ、かつ表示パネルと回路基板とを完全に密着させて、表示パネルからの回路基板の剥離を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る熱圧着装置の例を図面に示し、詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る熱圧着装置２０の概略斜視図である。本実施形態に係る熱圧着装置２０は、本体２１と、加熱圧着部材７と、保温材２４とから概略構成されている。
【００２２】
本体２１の上部には、加熱圧着部材７を昇降するための加圧部材２６が設けられている。この加圧部材２６の上部は、図示しないシリンダと当接していて、シリンダの圧力を加熱圧着部材７に伝えて、加圧部材２６と共に加熱圧着部材７を上下に移動できるようになっている。
【００２３】
また、本体２１の側面には、長手方向に沿って固定板２５が設けられている。加熱圧着部材７は、固定板２５と本体２１との間に挟み込まれていて、ネジ２３により着脱自在に取り付けられていて、ネジ２３を調整することにより、高さ方向に上下できるようになっている。
【００２４】
また、本体２１の内部の加熱圧着部材７を取り付ける近傍には、加熱圧着部材７の長さと同じ長さの棒状のヒーター２２が内蔵されていて、加熱圧着部材７を均一に加熱できるようになっている。
【００２５】
加熱圧着部材７は、幅１〜３ｍｍ、長さ３０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜１００ｍｍ、高さ１０〜５０ｍｍの細長い直方体状であって、インコネルなどの熱伝導性の良好な金属材料からなるものである。そして、加熱圧着部材７の露出している側面は、押圧面３０を除いて、すべて保温材２４で覆われた構造となっている。
【００２６】
この保温材２４は、接着剤などにより加熱圧着部材７の側面に接着させられている。保温材２４としては、保温性に優れた材料が挙げられる。例えば、シリコーン系ゴム、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂であるのが好ましい。また、保温材２４の厚さは、放熱を防止する観点から、０．１〜０．２ｍｍであるのが好ましい。
【００２７】
加熱圧着部材７の側面すべてに保温材２４を設けることにより、加熱圧着部材７の側面からの放熱が低減し、ヒーター２２で加熱圧着部材７を加熱する温度を、従来の３００℃近い高温から１５０〜２５０℃に低くすることができる。また、加熱圧着部材７の側面からの放熱が低減するため、ヒーター２２の熱が均一に加熱圧着部材７の押圧面３０に伝わることができ、押圧面３０の熱歪みを抑制して、押圧面３０の長手方向の中央が窪んだ形状に変形するのを防止できる。その結果、緩衝材を用いることなく、回路基板を直接押圧面３０で押圧することができる。
【００２８】
また、この保温材２４は、保温性に優れているとともに、離型性に優れているとより好ましい。離型性に優れていると、押圧時に、余剰の異方性導電フィルムが、表示パネルのガラス基板と回路基板との接合部からはみ出して、加熱圧着部材７の側面に付着しても、これを容易に取り除くことができる。
【００２９】
本実施形態に係る熱圧着装置を用いて、表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合する方法について、以下に説明する。
【００３０】
接合対象となる表示パネルとしては、例えば、２枚のガラス基板からなる液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネルなどが挙げられる。また、回路基板としては、ポリイミド樹脂フィルムなどのベースフィルム上に銅箔などの導体を設けたフレキシブル回路基板などが挙げられる。
【００３１】
表示パネル中の１枚のガラス基板上に設けたＩＴＯなどの端子部の上に、まず異方性導電フィルムを載せる。異方性導電フィルムとしては、エポキシ系などの熱硬化性樹脂フィルムの中に金属メッキを施したプラスチック微粒子などの導電粒子を分散させたものが挙げられる。
【００３２】
この異方性導電フィルムの上に、フレキシブル回路基板の導体からなる端子部が向かい合わせとなるように、フレキシブル回路基板を載せる。このフレキシブル回路基板のベースフィルムの上から、熱圧着装置の加熱圧着部材でこれらを押圧して、表示パネルの端子部、異方性導電フィルム、フレキシブル回路基板の端子部を加熱圧着する。熱圧着装置のヒーター加熱温度は１５０〜２５０℃、押圧時の圧力は２０〜６０ｋｇ／ｃｍ２、押圧時間は５〜２０秒である。その後、加熱圧着部材を離して、両基板の接合部を室温まで冷却する。
【００３３】
本実施形態に係る熱圧着装置では、直方体状の加熱圧着部材の側面すべてに保温材を設けることにより、加熱圧着部材の側面からの放熱が低減し、ヒーターからの熱が均一に加熱圧着部材の押圧面に伝わり、押圧面内での温度差が減少して、押圧面での熱歪みによる変形が小さくなる。このため、緩衝材を用いなくとも、この加熱圧着部材で直接回路基板を均一に押圧することができる。
【００３４】
そして、緩衝材を用いることなく、加熱圧着部材で回路基板を直接押圧することができるため、熱が加熱圧着部材の押圧面から回路基板に直接伝わり、熱効率が従来法よりも良好になっている。そのため、加熱圧着部材を高温に加熱する必要がなく、熱圧着装置のヒーターでせいぜい１５０〜２５０℃に加熱すれば充分接合することができる。その結果、緩衝材を用いることなく、１５０〜２５０℃の低温で、表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合することができる。
【００３５】
また、熱圧着装置のヒーターで加熱する温度が従来のものより低いため、加熱圧着部材の押圧面内での温度差がさらに小さくなり、押圧面での熱歪みによる変形をさらに小さくすることができる。
【００３６】
また、緩衝材を用いることなく、加熱圧着部材で回路基板を直接押圧することができるため、回路基板の端子部とベースフィルムにかかる圧力を、ほぼ均一にすることができる。そのため、ベースフィルムだけが大きく変形して、異方性導電フィルム内に沈み込むことがなく、ベースフィルムが水平位置に保たれたまま、異方性導電フィルム中の熱硬化性樹脂が硬化し、表示パネルの端子部、異方性導電フィルム、回路基板の端子部が加熱圧着される。
【００３７】
そのため、押圧後、加熱圧着部材を離して冷却しても、ベースフィルムが水平に戻ろうとする力は発生せず、ベースフィルムと異方性導電フィルムとが完全に密着した状態となり、この間に空間部は形成されない。その結果、表示パネルと回路基板とを完全に密着させることができ、表示パネルからの回路基板の剥離を防止することができる。
【００３８】
また、ベースフィルムと異方性導電フィルムとの間に空間部を形成しないため、空間部への水分の浸入による断線や腐食の発生を防止することができ、両端子部の電気的な接続信頼性を向上させることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。
【００４０】
［実施例１］
幅１．０ｍｍ、長さ８０ｍｍの直方体状のインコネルの側面に、厚さ０．１ｍｍのシリコーンゴムを接着して、熱圧着装置の加熱圧着部材とした。熱圧着装置の加熱温度を２００℃とし、有機ＥＬパネルのガラス基板上に設けた端子部とフレキシブル回路基板の端子部との間に、異方性導電フィルムを挟んで、これらを加熱圧着した。この時、加熱圧着部材を、直接フレキシブル回路基板の上に載せて押圧した。
【００４１】
加熱圧着部材を離し、冷却後の両基板の接合部を目視で観察すると、透明で、空気の侵入による気泡などは見られず、ガラス基板とフレキシブル回路基板とが完全に密着していた。
【００４２】
これらを１０個作製し、ガラス基板とフレキシブル回路基板との密着性を調べると、ガラス基板からフレキシブル回路基板が剥離するものはなかった。
【００４３】
［比較例１］
インコネルに保温材を設けず、熱圧着装置の加熱温度を３００℃とし、フレキシブル回路基板の上に、厚さ０．２ｍｍのシリコーンゴムシートを配置して、この上から加熱圧着部材で押圧した以外は、実施例１と同様とした。冷却後の両基板の接合部を目視で観察すると、フレキシブル回路基板のベースフィルムと異方性導電フィルムとの間には、空気層が見られ、接合部が白濁していた。また、ガラス基板とフレキシブル回路基板との密着性はよくなかった。
【００４４】
実施例１と同様に、これらを１０個作製し、ガラス基板とフレキシブル回路基板との密着性を調べると、１０個すべてにおいて、ガラス基板からフレキシブル回路基板が剥離した。
【００４５】
［比較例２］
インコネルに保温材を設けず、熱圧着装置の加熱温度を２８０℃とし、フレキシブル回路基板の上に、厚さ０．０５ｍｍのテフロン（登録商標）シートを配置して、この上から加熱圧着部材で押圧した以外は、実施例１と同様とした。冷却後の両基板の接合部を目視で観察すると、フレキシブル回路基板のベースフィルムと異方性導電フィルムとの間には、空気層が見られ、接合部が白濁していた。また、ガラス基板とフレキシブル回路基板との密着性はよくなかった。
【００４６】
実施例１と同様に、これらを１０個作製し、ガラス基板とフレキシブル回路基板との密着性を調べると、１０個すべてにおいて、ガラス基板からフレキシブル回路基板が剥離した。
【００４７】
以上の結果から、本発明に係る熱圧着装置によれば、緩衝材を用いることなく低温で、表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合することができ、表示パネルと回路基板とを完全に密着できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る熱圧着装置の概略斜視図である。
【図２】表示パネルの端子部と回路基板の端子部とを接合するための従来の熱圧着装置による接合方法の概略構成図である。
【図３】従来の熱圧着装置を用いて接合した表示パネルの端子部と回路基板の端子部の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  表示パネル
２  回路基板
３，８ａ  端子部
５  異方性導電フィルム
７  加熱圧着部材
２０  熱圧着装置
２４  保温材
【図１】
2006237211.tif 000003
【図２】
2006237211.tif 000004
【図３】
2006237211.tif 000005